JP4036812B2 - Organic electroluminescence device - Google Patents
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Description
本発明は、有機電界発光素子に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescent device.
近年、情報技術（ＩＴ）の興隆に伴い、厚さ数ｍｍ程度の薄型でフルカラー表示が可能な薄型表示素子への要望が高まっている。このような薄型表示素子として、有機電界発光素子の開発が進められている。 In recent years, with the rise of information technology (IT), there is an increasing demand for a thin display element capable of full color display with a thin thickness of about several millimeters. As such a thin display element, an organic electroluminescent element is being developed.
フルカラー表示を実現するための手段としては、赤色発光素子、緑色発光素子および青色発光素子を用いる方法と、白色発光素子と、光の３原色の単色光を透過させるカラーフィルタとを組み合わせて用いる方法が挙げられる。この白色光素子は青色発光材料とオレンジ色発光材料とを含み、青色発光材料が発する青色光とオレンジ色発光材料が発するオレンジ光とを同時に発光させて白色を実現していた。 As means for realizing full color display, a method using a red light emitting element, a green light emitting element, and a blue light emitting element, a method using a white light emitting element and a color filter that transmits monochromatic light of the three primary colors of light are combined. Is mentioned. The white light element includes a blue light emitting material and an orange light emitting material, and realizes white by simultaneously emitting blue light emitted from the blue light emitting material and orange light emitted from the orange light emitting material.
上記白色発光素子においては、青色光を発する発光層およびオレンジ色光を発する発光層が形成される（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、オレンジ色光を発する発光層に用いられるオレンジ色発光材料は長波長発光材料であるため、オレンジ色発光材料とオレンジ色光を発する発光層に用いられるホスト材料とのエネルギーギャップの差は大きい。そのため、オレンジ色光を発する発光層におけるキャリアトラップ性が高くなるので、有機電界発光素子において、青色光に比べオレンジ色光が効率よく発光する傾向にある。それにより、高色度な白色光を得ることができない。 However, since the orange light emitting material used for the light emitting layer that emits orange light is a long wavelength light emitting material, the difference in energy gap between the orange light emitting material and the host material used for the light emitting layer that emits orange light is large. Therefore, since the carrier trapping property in the light emitting layer that emits orange light is enhanced, the organic electroluminescent element tends to emit orange light more efficiently than blue light. Thereby, high chromaticity white light cannot be obtained.
本発明の目的は、二色の発光を同等な効率で行うことが可能な有機電界発光素子を提供することである。 An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent element capable of emitting two colors of light with the same efficiency.
本発明に係る有機電界発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に第１の発光層と第２の発光層とを順に備え、第１の発光層は、第１の波長で発光する第１の発光ドーパントおよび第１の波長よりも長い第２の波長で発光する第２の発光ドーパントを含み、第２の発光層は、第１の発光ドーパントを含むものである。 The organic electroluminescent device according to the present invention includes a first light emitting layer and a second light emitting layer in order between a first electrode and a second electrode, and the first light emitting layer has a first wavelength. The first light-emitting dopant that emits light and the second light-emitting dopant that emits light at a second wavelength longer than the first wavelength are included, and the second light-emitting layer includes the first light-emitting dopant.
本発明に係る有機電界発光素子においては、第１の発光層が第１の波長で発光する第１の発光ドーパントおよび第２の波長で発光する第２の発光ドーパントを含み、第２の発光層が第１の波長で発光する第１の発光ドーパントを含む。 In the organic electroluminescent device according to the present invention, the first light emitting layer includes a first light emitting dopant that emits light at the first wavelength and a second light emitting dopant that emits light at the second wavelength, and the second light emitting layer. Includes a first light-emitting dopant that emits light at a first wavelength.
このように、キャリアトラップ性が低い第１の発光ドーパントが第１の発光層および第２の発光層に含まれ、キャリアトラップ性が高い第２の発光ドーパントが第１の発光層に含まれるので、第１の波長での発光効率と第２の波長での発光効率とを同等にすることが可能となる。それにより、純度の高い高効率な発光を実施することができる。 As described above, the first light emitting dopant having a low carrier trapping property is included in the first light emitting layer and the second light emitting layer, and the second light emitting dopant having a high carrier trapping property is included in the first light emitting layer. The light emission efficiency at the first wavelength and the light emission efficiency at the second wavelength can be made equal. Thereby, highly efficient light emission with high purity can be implemented.
また、キャリアトラップ性の低い第１の発光ドーパントを含む発光層の厚さを大きくする必要がないので、駆動電圧を低減することができる。その結果、消費電力を削減することができる。 In addition, since it is not necessary to increase the thickness of the light-emitting layer containing the first light-emitting dopant having a low carrier trapping property, the driving voltage can be reduced. As a result, power consumption can be reduced.
第１の発光ドーパントのエネルギーギャップは第２の発光ドーパントのエネルギーギャップよりも大きくてもよい。 The energy gap of the first light emitting dopant may be larger than the energy gap of the second light emitting dopant.
この場合、第１の発光ドーパントのキャリアトラップ性が第２の発光ドーパントのキャリアトラップ性よりも低くなる。それにより、第１の波長での発光効率と第２の波長での発光効率とを同等にすることが可能となる。 In this case, the carrier trapping property of the first light emitting dopant is lower than the carrier trapping property of the second light emitting dopant. Thereby, it is possible to make the luminous efficiency at the first wavelength equal to the luminous efficiency at the second wavelength.
第１の発光ドーパントは、三重項励起エネルギーを発光に変換しうる材料からなってもよい。 The first light-emitting dopant may be made of a material that can convert triplet excitation energy into light emission.
この場合、第１の発光ドーパントにより三重項励起エネルギーが発光に変換されるので、高い発光効率を得ることができる。 In this case, since the triplet excitation energy is converted into light emission by the first light emitting dopant, high light emission efficiency can be obtained.
第２の発光ドーパントは、三重項励起エネルギーを発光に変換しうる材料からなってもよい。 The second light-emitting dopant may be made of a material that can convert triplet excitation energy into light emission.
この場合、第２の発光ドーパントにより三重項励起エネルギーが発光に変換されるので、高い発光効率を得ることができる。 In this case, since the triplet excitation energy is converted into light emission by the second light emitting dopant, high light emission efficiency can be obtained.
第１の発光層および第２の発光層は、共通のホスト材料を含んでもよい。この場合、第１の発光層および第２の発光層において共通のホスト材料により、高い発光効率で第１および第２の発光ドーパントを発光させることができる。 The first light emitting layer and the second light emitting layer may include a common host material. In this case, the first and second light-emitting dopants can emit light with high light emission efficiency by using the host material common to the first light-emitting layer and the second light-emitting layer.
ホスト材料は、4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)-ビフェニル（4,4'-Bis(carbazol-9-yl)-biphenyl）であってもよい。この場合、ホスト材料として4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)-ビフェニルを用いることにより高い発光効率を得ることができる。 The host material may be 4,4′-bis (carbazol-9-yl) -biphenyl (4,4′-Bis (carbazol-9-yl) -biphenyl). In this case, high luminous efficiency can be obtained by using 4,4′-bis (carbazol-9-yl) -biphenyl as a host material.
第１の発光層における第１および第２の発光ドーパントの含有量の合計は、ホスト材料に対して０．１重量％以上５０重量％以下であってもよい。これにより、第１の発光層において第１および第２の発光ドーパントがホストではなくドーパントとして機能する。 The total content of the first and second light emitting dopants in the first light emitting layer may be 0.1 wt% or more and 50 wt% or less with respect to the host material. Thereby, in the first light emitting layer, the first and second light emitting dopants function not as a host but as a dopant.
第２の発光層における第２の発光ドーパントの含有量は、ホスト材料に対して０．１重量％以上５０重量％以下であってもよい。これにより、第２の発光層において第２の発光ドーパントがホストではなくドーパントとして機能する。 The content of the second light-emitting dopant in the second light-emitting layer may be 0.1 wt% or more and 50 wt% or less with respect to the host material. Thereby, in the second light emitting layer, the second light emitting dopant functions as a dopant instead of a host.
本発明に係る有機電界発光素子によれば、第１の波長での発光効率と第２の波長での発光効率とを同等にすることが可能となる。それにより、純度の高い高効率な発光を実施することができる。また、駆動電圧を低減することができる。それにより、消費電力を削減することができる。 According to the organic electroluminescence device of the present invention, it is possible to make the luminous efficiency at the first wavelength equal to the luminous efficiency at the second wavelength. Thereby, highly efficient light emission with high purity can be implemented. In addition, the driving voltage can be reduced. Thereby, power consumption can be reduced.
以下の実施の形態では、本発明に係る有機電界発光素子の一例として有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ）について説明する。 In the following embodiments, an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) will be described as an example of the organic electroluminescence element according to the present invention.
図１は本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an organic EL element according to an embodiment of the present invention.
図１に示す有機ＥＬ素子１００の作製時には、基板１上にインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電膜からなるホール注入電極２を形成し、このホール注入電極２上に、ホール注入層３、ホール輸送層４、第１の発光層５ａ、第２の発光層５ｂ、電子輸送層６および電子注入層７を順に形成する。さらに、この電子注入層７上に、アルミニウムからなる電子注入電極８を形成する。なお、基板１は、ガラスまたはプラスチック等からなる透明基板である。
When the
ホール注入層３は、例えば、下記式（１）に示される銅フタロシアニン（Copper phthalocyanine）（以下、ＣｕＰｃと略記する）等の有機材料からなる。 The hole injection layer 3 is made of, for example, an organic material such as copper phthalocyanine (hereinafter abbreviated as CuPc) represented by the following formula (1).
ホール輸送層４は、例えば、下記式（２）に示されるN,N'-ジ(ナフタレン-1-
イル)-N,N'-ジフェニル-ベンジジン（N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-dipheny
l-benzidine）（以下、ＮＰＢと略記する）等の有機材料からなる。
The hole transport layer 4 is, for example, N, N′-di (naphthalene-1-l) represented by the following formula (2).
Yl) -N, N'-diphenyl-benzidine (N, N'-Di (naphthalene-1-yl) -N, N'-dipheny
l-benzidine) (hereinafter abbreviated as NPB).
第１の発光層５ａは、ホスト材料および第１ならびに第２の発光ドーパントを含む。 The first light emitting layer 5a includes a host material and first and second light emitting dopants.
第１の発光層５ａのホスト材料は、例えば、下記式（３）に示される4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)-ビフェニル（4,4'-Bis(carbazol-9-yl)-biphenyl）（以下、ＣＢＰと略記する）等の有機材料からなる。 The host material of the first light emitting layer 5a is, for example, 4,4′-bis (carbazol-9-yl) -biphenyl (4,4′-Bis (carbazol-9-yl) represented by the following formula (3): -biphenyl) (hereinafter abbreviated as CBP).
第１の発光層５ａの第１および第２の発光ドーパントには、三重項励起エネルギーを発光に寄与させる（発光に変換する）有機材料（以下、三重項有機材料と呼ぶ）が用いられる。 As the first and second light-emitting dopants of the first light-emitting layer 5a, an organic material that contributes (converts to light emission) triplet excitation energy for light emission (hereinafter referred to as a triplet organic material) is used.
第１の発光ドーパントとして、例えば、下記式（４）に示されるビス［4,6-ジフルオロフェニル-ピリジナト-N,C2］イリジウム（ピコリナト）（Bis[4,6-difluorophenyl-pyridinato-N,C2]Iridium(picolinato)）（以下、ＦＩｒｐｉｃと略記する）等のオルトメタル化錯体を含む三重項有機材料が用いられる。ＦＩｒｐｉｃは、青色発光ドーパントである。なお、ＦＩｒｐｉｃの代わりに、下記式（５）に示されるトリス（2-フェニルピリジン）インジウム（Tris (2-phenylpyridine)iridium：以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）3 と略記する）を用いてもよい。 As the first light-emitting dopant, for example, bis [4,6-difluorophenyl-pyridinato-N, C2] iridium (picolinato) (Bis [4,6-difluorophenyl-pyridinato-N, C2) represented by the following formula (4) is used. A triplet organic material containing an orthometalated complex such as [Iridium (picolinato)] (hereinafter abbreviated as FIrpic) is used. FIrpic is a blue emitting dopant. Instead of FIrpic, tris (2-phenylpyridine) indium (hereinafter abbreviated as Ir (ppy) 3 ) represented by the following formula (5) may be used.
また、第２の発光ドーパントとして、例えば、下記式（６）に示されるトリス（2-フェニルキノリン）イリジウム（Tris(2-phenylquinoline)iridium：以下、Ｉｒ（ｐｈｑ）3 と略記する）等の有機材料が用いられる。Ｉｒ（ｐｈｑ）3 は、オレンジ色発光ドーパントである。 Further, as the second light-emitting dopant, for example, an organic material such as tris (2-phenylquinoline) iridium (hereinafter abbreviated as Ir (phq) 3 ) represented by the following formula (6) Material is used. Ir (phq) 3 is an orange luminescent dopant.
第２の発光層５ｂは、ホスト材料および発光ドーパントを含む。第２の発光層５ｂのホスト材料は、第１の発光層５ａのホスト材料と同じ材料が用いられ、本実施の形態ではＣＢＰである。第２の発光層５ｂの発光ドーパントには、第１の発光層５ａの第１の発光ドーパントと同じ材料が用いられ、本実施の形態ではＦＩｒｐｉｃである。
The second
電子輸送層６は、例えば、下記式（７）に示される（（1,1'-ビスフェニル）-4-オラト）（2-メチル-8-キノリナト-N1,08）アルミニウム（((1,1'-Bisphenyl)-4-olato)(2-methyl-8-quinolinato-N1,08)Aluminum：以下、Ｂａｌｑと略記する）等の有機材料からなる。 The electron transport layer 6 is, for example, ((1,1′-bisphenyl) -4-olato) (2-methyl-8-quinolinato-N1,08) aluminum (((1,1, 1'-Bisphenyl) -4-olato) (2-methyl-8-quinolinato-N1,08) Aluminum: hereinafter abbreviated as Balq).
電子注入層７には、例えば、ＬｉＦ（フッ化リチウム）等のハロゲン化物が用いられる。 For the electron injection layer 7, for example, a halide such as LiF (lithium fluoride) is used.
図２は本実施の形態に係る有機ＥＬ素子におけるホール輸送層４、第１の発光層５ａ、第２の発光層５ｂおよび電子輸送層６の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）および最高被占有分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位ならびに電子およびホールの移動過程の一例を示す模式図である。
FIG. 2 shows the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) and highest occupied molecular orbital of the hole transport layer 4, the first light emitting layer 5a, the second
図１で説明したように、第１の発光層５ａのホスト材料と第２の発光層５ｂのホスト材料とは同一材料を用いているため、第１の発光層５ａのホスト材料のＨＯＭＯレベルと第２の発光層５ｂのホスト材料のＨＯＭＯレベルとは同じエネルギー準位を有する。第１の発光層５ａのホスト材料のＨＯＭＯレベルおよび第２の発光層５ｂのホスト材料のＨＯＭＯレベルをＨ０とする。
As described in FIG. 1, since the host material of the first light emitting layer 5a and the host material of the second
第１の発光層５ａの第１の発光ドーパントと第２の発光層５ｂの発光ドーパントとは同一材料を用いているため、第１の発光層５ａの第１の発光ドーパントのＨＯＭＯレベルと第２の発光層５ｂの発光ドーパントのＨＯＭＯレベルとは同じエネルギー準位を有する。第１の発光層５ａの第１の発光ドーパントのＨＯＭＯレベルおよび第２の発光層５ｂの発光ドーパントのＨＯＭＯレベルをＨ１とする。
Since the first luminescent dopant of the first luminescent layer 5a and the luminescent dopant of the second
また、第１の発光層５ａのホスト材料と第２の発光層５ｂのホスト材料とは同一材料を用いているため、第１の発光層５ａのホスト材料のＬＵＭＯレベルと第２の発光層５ｂのホスト材料のＬＵＭＯレベルとは同じエネルギー準位を有する。第１の発光層５ａのホスト材料のＬＵＭＯレベルおよび第２の発光層５ｂのホスト材料のＬＵＭＯレベルをＬ０とする。
Further, since the host material of the first light emitting layer 5a and the host material of the second
第１の発光層５ａの第１の発光ドーパントと第２の発光層５ｂの発光ドーパントとは同一材料を用いているため、第１の発光層５ａの第１の発光ドーパントのＬＵＭＯレベルと第２の発光層５ｂの発光ドーパントのＬＵＭＯレベルとは同じエネルギー準位を有する。第１の発光層５ａの第１の発光ドーパントのＬＵＭＯレベルおよび第２の発光層５ｂの発光ドーパントのＬＵＭＯレベルをＬ１とする。
Since the first luminescent dopant of the first luminescent layer 5a and the luminescent dopant of the second
ここで、第１の発光層５ａの第２の発光ドーパントのＨＯＭＯレベルをＨ２とし、第１の発光層５ａの第２の発光ドーパントのＬＵＭＯレベルをＬ２とする。 Here, the HOMO level of the second light-emitting dopant of the first light-emitting layer 5a is H2, and the LUMO level of the second light-emitting dopant of the first light-emitting layer 5a is L2.
図２に示すように、第１の発光層５ａにおいては、（第２の発光ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ２）＜（第１の発光ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ１）＜（ホスト材料のＨＯＭＯレベルＨ０）の関係が成立する。なお、ホールのエネルギーは矢印Ｕの方向に高くなる。 As shown in FIG. 2, in the first light emitting layer 5a, the relationship of (HOMO level H2 of the second light emitting dopant) <(HOMO level H1 of the first light emitting dopant) <(HOMO level H0 of the host material). Is established. The hole energy increases in the direction of arrow U.
第２の発光層５ｂにおいては、（発光ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ１）＜（ホスト材料のＨＯＭＯレベルＨ０）の関係が成立する。
In the second
また、第１の発光層５ａにおいては、（第２の発光ドーパントのＬＵＭＯレベルＬ２）＜（第１の発光ドーパントのＬＵＭＯレベルＬ１）＜（ホスト材料のＬＵＭＯレベルＬ０）の関係が成立する。なお、電子のエネルギーは矢印Ｖの方向に高くなる。 Further, in the first light emitting layer 5a, a relationship of (LUMO level L2 of the second light emitting dopant) <(LUMO level L1 of the first light emitting dopant) <(LUMO level L0 of the host material) is established. Electron energy increases in the direction of arrow V.
第２の発光層５ｂにおいては、（発光ドーパントのＬＵＭＯレベルＬ１）＜（ホスト材料のＬＵＭＯレベルＬ０）の関係が成立する。
In the second
ここで、第１の発光層５ａおよび第２の発光層５ｂにおけるホスト材料のＨＯＭＯレベルＨ０とＬＵＭＯレベルＬ０とのエネルギー差をエネルギーギャップｅｇ０とし、第１の発光層５ａにおける第１の発光ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ１とＬＵＭＯレベルＬ１とのエネルギー差および第２の発光層５ｂにおける発光ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ１とＬＵＭＯレベルＬ１とのエネルギー差をエネルギーギャップｅｇ１とし、第１の発光層５ａにおける第２の発光ドーパントのＨＯＭＯレベルＨ２とＬＵＭＯレベルＬ２とのエネルギー差をエネルギーギャップｅｇ２とした場合、下記式（８）に示される関係が成立する。
Here, the energy difference between the HOMO level H0 and the LUMO level L0 of the host material in the first light-emitting layer 5a and the second light-emitting
ｅｇ２＜ｅｇ１＜ｅｇ０ ・・・（８）
これにより、第１の発光ドーパントのキャリアトラップ性は、第２の発光ドーパントのキャリアトラップ性よりも低い。
eg2 <eg1 <eg0 (8)
Thereby, the carrier trap property of the first light-emitting dopant is lower than the carrier trap property of the second light-emitting dopant.
図１の有機ＥＬ素子１００のホール注入電極２と電子注入電極８との間に駆動電圧が印加されると、ホール注入電極２より供給されたホールがホール注入層３に注入され、電子注入電極８より供給された電子が電子注入層７に注入される。
When a drive voltage is applied between the
ホール注入層３に注入されたホールはホール輸送層４を介して第１の発光層５ａおよび第２の発光層５ｂに輸送され、電子注入層７に注入された電子は電子輸送層６を介して第１の発光層５ａおよび第２の発光層５ｂに輸送される。
The holes injected into the hole injection layer 3 are transported to the first light emitting layer 5a and the second
ホール輸送層４から第１の発光層５ａへ輸送されるホールは、ホスト材料、第１の発光ドーパントおよび第２の発光ドーパントのＨＯＭＯに移動する。 The holes transported from the hole transport layer 4 to the first light emitting layer 5a move to the HOMO of the host material, the first light emitting dopant, and the second light emitting dopant.
第１の発光層５ａにおいて、エネルギー準位Ｈ０にあるホールは、エネルギー準位Ｈ１またはＨ２に移動する。この場合、第２の発光ドーパントのキャリアトラップ性が第１の発光ドーパントのキャリアトラップ性よりも高いので、エネルギー準位Ｈ２に移動するホールがエネルギー準位Ｈ１に移動するホールよりも多くなる。 In the first light emitting layer 5a, the holes at the energy level H0 move to the energy level H1 or H2. In this case, since the carrier trapping property of the second light-emitting dopant is higher than the carrier trapping property of the first light-emitting dopant, the number of holes that move to the energy level H2 is greater than the number of holes that move to the energy level H1.
また、ホール輸送層４から第２の発光層５ｂへ輸送されるホールは、ホスト材料および発光ドーパントのＨＯＭＯに移動する。
Further, the holes transported from the hole transport layer 4 to the second
第２の発光層５ｂにおいて、エネルギー準位Ｈ０にあるホールは、エネルギー準位Ｈ１に移動する。
In the second
電子輸送層６から第１の発光層５ａへ輸送される電子は、ホスト材料、第１の発光ドーパントおよび第２の発光ドーパントのＬＵＭＯに移動する。 Electrons transported from the electron transport layer 6 to the first light-emitting layer 5a move to the LUMO of the host material, the first light-emitting dopant, and the second light-emitting dopant.
第１の発光層５ａにおいて、エネルギー準位Ｌ０にある電子は、エネルギー準位Ｌ１またはＬ２に移動する。この場合、第２の発光ドーパントのキャリアトラップ性が第１の発光ドーパントのキャリアトラップ性よりも高いので、エネルギー準位Ｌ２に移動する電子がエネルギー準位Ｌ１に移動する電子よりも多くなる。 In the first light emitting layer 5a, the electrons at the energy level L0 move to the energy level L1 or L2. In this case, since the carrier trapping property of the second light-emitting dopant is higher than the carrier trapping property of the first light-emitting dopant, the number of electrons moving to the energy level L2 is greater than the number of electrons moving to the energy level L1.
また、電子輸送層６から第２の発光層５ｂへ輸送される電子は、ホスト材料および発光ドーパントのＬＵＭＯに移動する。
The electrons transported from the electron transport layer 6 to the second
第２の発光層５ｂにおいて、エネルギー準位Ｌ０にある電子は、エネルギー準位Ｌ１に移動する。
In the second
第１の発光層５ａにおいて、エネルギー準位Ｈ２のホールとエネルギー準位Ｌ２の電子とが再結合し、第１の発光層５ａがオレンジ色に発光する。エネルギー準位Ｈ１のホールとエネルギー準位Ｌ１の電子とが再結合し、第１の発光層５ａが青色に発光する。この場合、オレンジ色の発光効率は青色の発光効率よりも高い。 In the first light emitting layer 5a, the holes of the energy level H2 and the electrons of the energy level L2 are recombined, and the first light emitting layer 5a emits orange light. The holes of the energy level H1 and the electrons of the energy level L1 are recombined, and the first light emitting layer 5a emits blue light. In this case, the orange luminous efficiency is higher than the blue luminous efficiency.
第２の発光層５ｂにおいて、エネルギー準位Ｈ１のホールとエネルギー準位Ｌ１の電子とが再結合し、第２の発光層５ｂが青色に発光する。
In the second
このように、本実施の形態においては、第１の発光層５ａが青色で発光する第１の発光ドーパントおよびオレンジ色で発光する第２の発光ドーパントを含み、第２の発光層５ｂが青色で発光する第１の発光ドーパントを含む。
Thus, in the present embodiment, the first light-emitting layer 5a includes the first light-emitting dopant that emits blue light and the second light-emitting dopant that emits orange light, and the second light-emitting
このように、キャリアトラップ性が低い第１の発光ドーパントが第１の発光層５ａおよび第２の発光層５ｂに含まれ、キャリアトラップ性が高い第２の発光ドーパントが第１の発光層５ａに含まれるので、青色での発光効率とオレンジ色での発光効率とを同等にすることが可能となる。それにより、純度の高い高効率な白色発光を得ることができる。
As described above, the first light emitting dopant having a low carrier trapping property is included in the first light emitting layer 5a and the second
また、キャリアトラップ性の低い第１の発光ドーパントを含む発光層の厚さを大きくする必要がないので、駆動電圧を低減することができる。その結果、消費電力を削減することができる。 In addition, since it is not necessary to increase the thickness of the light-emitting layer containing the first light-emitting dopant having a low carrier trapping property, the driving voltage can be reduced. As a result, power consumption can be reduced.
本実施の形態においては、ホール注入電極２が第１の電極に相当し、電子注入電極８が第２の電極に相当し、有機ＥＬ素子１００が有機電界発光素子に相当する。
In the present embodiment, the
以下、本実施の形態に基づいて実施例１〜３および比較例の有機ＥＬ素子を作製し、作製された有機ＥＬ素子に対して駆動電圧を印加することにより発光特性の測定を行った。 Hereinafter, based on this Embodiment, the organic EL element of Examples 1-3 and the comparative example was produced, and the light emission characteristic was measured by applying a drive voltage with respect to the produced organic EL element.
（実施例１）
実施例１の有機ＥＬ素子の構成は、図１の有機ＥＬ素子１００と同様の構成を有する。
Example 1
The configuration of the organic EL element of Example 1 is the same as that of the
実施例１では、ホール注入層３の膜厚は１００Å、ホール輸送層４の膜厚は５００Å、第１の発光層５ａの膜厚は２５０Å、第２の発光層５ｂの膜厚は２５０Å、電子輸送層６の膜厚は３００Åである。
In Example 1, the thickness of the hole injection layer 3 is 100 mm, the thickness of the hole transport layer 4 is 500 mm, the thickness of the first light emitting layer 5a is 250 mm, the thickness of the second
まず、基板１上にスパッタ法により光透過性のＩＴＯからなるホール注入電極２を形成した。ホール注入層３としてＣｕＰｃを形成した後、ホール輸送層４としてＮＰＢを真空蒸着により形成した。
First, a
次に、ＣＢＰをホスト材料とし、ＦＩｒｐｉｃを第１の発光ドーパントとし、Ｉｒ（ｐｈｑ）3 を第２の発光ドーパントとして第１の発光層５ａを形成した。ＦＩｒｐｉｃは、第１の発光層５ａに対して１０重量％になるようにドープし、Ｉｒ（ｐｈｑ）3 は、第１の発光層５ａに対して６．５重量％になるようにドープした。 Next, the first light-emitting layer 5a was formed using CBP as the host material, FIrpic as the first light-emitting dopant, and Ir (phq) 3 as the second light-emitting dopant. FIrpic was doped to be 10% by weight with respect to the first light emitting layer 5a, and Ir (phq) 3 was doped to be 6.5% by weight with respect to the first light emitting layer 5a.
次に、第１の発光層５ａと同様に、ＣＢＰをホスト材料とし、ＦＩｒｐｉｃを発光ドーパントとして第２の発光層５ｂを形成した。ＦＩｒｐｉｃは、第２の発光層５ｂに対して６．５重量％になるようにドープした。
Next, similarly to the first light emitting layer 5a, a second
電子輸送層６としてＢａｌｑを形成した。電子注入層７としてＬｉＦを形成し、電子注入電極８としてＡｌを形成した。 Balq was formed as the electron transport layer 6. LiF was formed as the electron injection layer 7 and Al was formed as the electron injection electrode 8.
このように作製された有機ＥＬ素子に対して駆動電圧を印加することにより発光特性の測定を行った結果、発光効率は１３ｃｄ／Ａ、発光色のＣＩＥ（Commission Internationale d'Eclairage：国際照明委員会）色度座標（ｘ，ｙ）は（０．３４，０．４２）となり、白色発光が得られた。 As a result of measuring the light emission characteristics by applying a driving voltage to the organic EL device manufactured in this way, the light emission efficiency is 13 cd / A, and the light emission color CIE (Commission Internationale d'Eclairage: International Lighting Committee). ) The chromaticity coordinates (x, y) were (0.34, 0.42), and white light emission was obtained.
（実施例２）
実施例２では、第１の発光層５ａの膜厚を１００Åとし、第１の発光層５ａにおける第１の発光ドーパントをＩｒ（ｐｐｙ）3 とし、第２の発光層５ｂにおける発光ドーパントをＩｒ（ｐｐｙ）3 とした他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
(Example 2)
In Example 2, the thickness of the first light emitting layer 5a is 100 mm, the first light emitting dopant in the first light emitting layer 5a is Ir (ppy) 3, and the light emitting dopant in the second
第１の発光層５ａにおけるＩｒ（ｐｐｙ）3 は、第１の発光層５ａに対して１０重量％になるようにドープし、第２の発光層５ｂにおけるＩｒ（ｐｐｙ）3 は、第２の発光層５ｂに対して６．５重量％になるようにドープした。Ｉｒ（ｐｐｙ）3 は、緑色発光ドーパントである。
Ir (ppy) 3 in the first light emitting layer 5a is doped so as to be 10% by weight with respect to the first light emitting layer 5a, and Ir (ppy) 3 in the second
この有機ＥＬ素子に対して駆動電圧を印加することにより発光特性の測定を行った結果、発光効率は４０ｃｄ／Ａ、発光色のＣＩＥ色度座標（ｘ，ｙ）は（０．４２，０．５４）となり、ややオレンジがかった白色発光が得られた。 As a result of measuring the light emission characteristics by applying a driving voltage to the organic EL element, the light emission efficiency was 40 cd / A, and the CIE chromaticity coordinates (x, y) of the light emission color were (0.42, 0. 54) and white light emission with a slight orange color was obtained.
（実施例３）
実施例３では、実施例２の有機ＥＬ素子において、第１の発光層５ａにおけるＩｒ（ｐｐｙ）3 を第１の発光層５ａに対して３重量％となるようにドープした他は実施例２と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
(Example 3)
In Example 3, the organic EL element of Example 2, except that the Ir (ppy) 3 in the first light-emitting layer 5a is doped so that 3% by weight with respect to the first light-emitting layer 5a Example 2 In the same manner, an organic EL device was produced.
この有機ＥＬ素子に対して駆動電圧を印加することにより発光特性の測定を行った結果、発光効率は３９ｃｄ／Ａ、発光色のＣＩＥ色度座標（ｘ，ｙ）は（０．４２，０．５２）となり、オレンジがかった白色発光が得られた。 As a result of measuring the light emission characteristics by applying a driving voltage to the organic EL element, the light emission efficiency was 39 cd / A, and the CIE chromaticity coordinates (x, y) of the light emission color were (0.42, 0. 52), and orange-like white light emission was obtained.
（比較例）
比較例では、実施例１の第１の発光層５ａにおいて、ＣＢＰにＩｒ（ｐｈｑ）3 のみをドープし、その他は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。Ｉｒ（ｐｈｑ）3 は、第１の発光層５ａに対して６．５重量％になるようにドープした。
(Comparative example)
In the comparative example, in the first light-emitting layer 5a of Example 1, CBP was doped only with Ir (phq) 3 , and the others were produced in the same manner as in Example 1 to produce an organic EL device. Ir (phq) 3 was doped to 6.5 wt% with respect to the first light emitting layer 5a.
この有機ＥＬ素子に対して駆動電圧を印加することにより発光特性の測定を行った結果、発光効率は２０ｃｄ／Ａ、発光色のＣＩＥ色度座標（ｘ，ｙ）は（０．５１，０．４３）となり、オレンジ発光が得られた。 As a result of measuring the light emission characteristics by applying a drive voltage to the organic EL element, the light emission efficiency was 20 cd / A, and the CIE chromaticity coordinates (x, y) of the light emission color were (0.51, 0. 43) and orange emission was obtained.
以上の結果から、第１の発光層５ａに第１および第２の発光ドーパントをドープし、第２の発光層５ｂに第１の発光ドーパントをドープすることにより、白色発光が得られることがわかった。また、より高純度な白色光を得るには、ＦＩｒｐｉｃがＩｒ（ｐｐｙ）3 よりも好ましいことがわかった。
From the above results, it is understood that white light emission can be obtained by doping the first light emitting layer 5a with the first and second light emitting dopants and doping the second
本発明に係る有機ＥＬ素子は、各種表示装置、各種光源等に利用することができる。 The organic EL element according to the present invention can be used for various display devices, various light sources, and the like.
１ 基板
２ ホール注入電極
３ ホール注入層
４ ホール輸送層
５ａ 第１の発光層
５ｂ 第２の発光層
６ 電子輸送層
７ 電子注入層
８ 電子注入電極
１００ 有機ＥＬ素子
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第１の発光層は、第１の波長で発光する第１の発光ドーパントおよび前記第１の波長よりも長い第２の波長で発光する第２の発光ドーパントを含み、
前記第２の発光層は、前記第１の発光ドーパントを含むことを特徴とする有機電界発光素子。 A first light-emitting layer and a second light-emitting layer are sequentially provided between the first electrode and the second electrode,
The first light-emitting layer includes a first light-emitting dopant that emits light at a first wavelength and a second light-emitting dopant that emits light at a second wavelength longer than the first wavelength;
The organic light emitting device, wherein the second light emitting layer includes the first light emitting dopant.
6. The organic electroluminescent device according to claim 5, wherein the host material is 4,4′-bis (carbazol-9-yl) -biphenyl.
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